A Magyar Hidrológiai Társaság XXVI. Országos Vándorgyűlése (Miskolc, 2008. július 2-4.)
7. szekció: A VÍZ, MINT MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁS - Ágoston Bence , Dr. Kozák Péter, Dr. Török József, ATIKÖVIZIG: A termálenergia hasznosítási lehetőségei a Dél-alföldi Régió területén
5. A geotermikus energiahasznosítás komplexitását növelő hőszivattyú alkalmazási lehetőségeinek bemutatása a Dél-alföldi Régió területén A hőszivattyú működés közben két hőcserélőn keresztül három körfolyamatot kapcsol össze. Első kör a primer földhőt hasznosító rendszer (szonda, vagy kollektor, vagy termálvíz stb.), a második kör a hőszivattyún belüli két hőcserélőt összekötő rendszer, a harmadik kör a fűtési illetve hűtési hőhasznosító rendszer. A hőszivattyú működését az ún. jósági fokkal jellemezzük (COP érték), mely megmutatja, hogy 1 kW elektromos energia felhasználásával a kompresszornál hány kW fűtési energia hasznosul. Jól méretezett földhőszondás rendszernél a COP= 4-4,5. Tehát a hőszivattyúval 75% földhőt hasznosíthatunk fűtésre, használati melegvíz (HMV) készítésre, vagy hűtésre, 25% elektromos energia segítségével. Nyitott vízkutas vagy termálvizet hasznosító rendszereknél a hőszivattyús COP érték 5,0 felett is lehet. A hőszivattyús rendszerek 47%-a jelenleg a világon zárt szondás vagy kollektoros rendszer. A Dél-alföldi Régióban a nyitott kútpáros rendszerek alkalmazására vannak a legjobb feltételek. A zárt földhőhasznosító hőszivattyús rendszerek magyarországi elterjedése családi házas fűtési, hűtési, HMV készítési rendszerekkel kezdődött. Ezek teljesítmény szükséglete 8-20 kW volt. A családiházas hőszivattyús telepítések mellett folyamatosan növekszik a kommunális és ipari felhasználások száma. Ezek teljesítmény tartománya 22-610 kW között változó. A nyitott kútpáros hőszivattyús rendszerek elterjedése a talajvíz hasznosításán alapul. A normál méretű családi házakhoz 30-50 liter/min vízhozam elegendő. Nagy előny, hogy a víz hőmérséklete állandónak tekinthető. Ezeknél a rendszereknél a COP érték magas: 5,0 feletti. Problémát a talajvizek minősége jelenthet mivel a hőcserélőkön kell a hőátadást biztosítani. További kockázat a nyelő kútnál a geológiai adottságtól függő talajvíznyelő képesség. Ezt a kockázatot lehet csökkenteni a nyelő kút megnövelt paramétereivel (kút átmérő, kavicspalást, vastagság, stb.). Hévíz hasznosítása esetén hőszivattyús rendszerhez csak maximum 25 °C hőmérsékletű víz vezethető a primer oldalra. Ezért vagy vízkeverést kell alkalmazni, vagy adott értékig kell a hévizet felhasználni más célokra. Hasznosítás esetén kb. At = 5 °C hőlépcsőkkel, 4 fokozatban lehet levenni hőteljesítményt, kismértékben csökkenő COP érték mellett. Tehát a kitermelt hévíz mennyiségének függvényében változik az egy lépcsőben hőszivattyúval hasznosítható hőteljesítmény, pl. 100 l/min vízsugár biztosításával hőszivattyúval 35 kW fűtési teljesítmény érhető el, 1000 l/min esetében 350 kW fűtési teljesítmény érhető el, egy lépcsőben. Minden hőfoklépcsőhöz külön hőszivattyú alkalmazása szükséges. A Dél - Alföldi Régió gazdag termálfürdőkben, ezért a nyitott rendszerű többlépcsős hőszivattyús elfolyó termálvíz hasznosítás kiemelkedő energetikai haszonnal járna. A gazdaságosan működő hőszivattyús rendszernek illeszkedni kell a környezetben lévő fűtési, hűtési igénnyel rendelkező ingatlanokhoz, vagy a környezetben fellépő egyéb energetikai igényhez. A hőszivattyú alkalmazásával a lehűtött termálvíz kisebb hőmérséklete nem okoz további környezeti kockázatot, és az így nyert többlet hőenergia által a hévízkitermelés is csökkenthető. A termálvizek hőszivattyús hasznosításának érdekében az első lépésben néhány referencia beruházás környezetvédelmi hatásvizsgálatát kellene elvégezni. A gazdasági előnyök a hőszivattyús alkalmazás módjaitól függően változnak. A zárt szondás hőszivattyús rendszerek többlet beruházási költségei a jelenlegi energia árak mellett 5-8 év alatt megtérülnek. A nyitott kútpáros rendszerek és a termálvízre alapozott hőszivattyús rendszerek megtérülése 5 év alatti. Annak érdekében, hogy Magyarországon és különösen a Dél-alföldi Régióban a geotermikus energia hasznosításában áttörést érjünk el, szükséges ún. FÖLDHŐ program elindítása. A hőszivattyús rendszerek elterjedésével csökkenthető a fosszilis energia import függőség, valamint jelentős CO2 kibocsátás csökkentés is elérhető. A most meginduló 12
